Cùng tìm hiểu về Hệ thống phanh ABS.

[Raubac]

(Nguồn Howstuffworks, NaukaiTexnika, Toyota Corp)

I/ Giới thiệu chung:
Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking Systems) nằm trong hệ thống an toàn chủ động của ô tô hiện đại. Nó có tác dụng giảm thiểu các nguy hiểm bằng sự điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
Theo thống kê, 10% số vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn cấp, khi tài xế đạp phanh mạnh đột ngột làm xe bị rê bánh và trượt đi, dẫn đến mất lái. Hệ thống chống bó phanh ABS giúp khắc phục tình trạng này không phụ thuộc vào kỹ thuật phanh của người lái.
Giáo trình dạy lái xe có phần lưu ý về cách sử dụng phanh hiệu quả nhất (đặc biệt là trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pedan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý. Chính vì việc thực hiện kỹ thuật này không đơn giản, mà các chuyên gia ôtô đã nghiên cứu chế tạo cơ cấu ABS. Thiết bị của hệ thống ABS gồm: cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử lý điện tử và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh).
Trong những thiết kế ABS mới nhất, đặc biệt là bộ ABS sản xuất đầu năm 2005, các thông số về tình trạng chuyển động của xe, độ bám đường, kết quả kiểm soát hành trình, được bộ điều khiển điện tử đánh giá để quyết định cường độ và tần số của lực tác động lên các má phanh. Áp suất dầu trong hệ thống không chỉ do lực đạp phanh tạo nên mà còn có sự hỗ trợ của bơm.

Kiểu ABS hiệu quả nhất và đắt tiền nhất (thường lắp trên các loại ôtô sang trọng) có thể tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh trên từng cụm bánh, số cảm biến đo vận tốc góc, module áp suất, đường điều khiển bằng số bánh xe bằng kỹ thuật số. Các ABS rẻ tiền hơn thường chỉ có 2 cảm biến gắn trên bánh sau, 1 thiết bị điều áp chung và 1 đường điều khiển.
Tình trạng hoạt động của ABS được hiển thị qua đèn báo trên bảng điều khiển, nó sáng lên khi bật chìa khóa khởi động và tắt sau khi máy đã nổ 2-3 giây. Nếu đèn này tiếp tục sáng khi động cơ đang hoạt động, tức là hệ thống có trục trặc, cần kiểm tra ngay.

Khi xe đã được lắp ABS thì tài xế không nên thao tác kiểu đạp - nhả liên tục.
Trong khoảng 15 năm trở lại đây, ABS được ứng dụng ngày càng rộng rãi và hiện nay giữ vị trí quan trọng trong danh mục thiết bị tiêu chuẩn của xe hơi vì nó bảo đảm an toàn cho người và xe.

Click here! Để cùng xem hệ thống ABS đã từng cứu bác "2snguyen" như thế nào...

Bảng so sánh xe có trang bị ABS và không trang bị ABS

II/ Cấu tạo & nguyên lý hoạt động

Vị trí các bộ phận trong hệ thống ABS

1- Bộ cảm biến tốc độ

Sơ đồ cấu tạo cảm biến tốc độ điện tử

Wheel speed sensor

Khi bánh xe quay, các sensors tạo ra các tín hiệu điện tử. Những sensor này được ví như "con mắt" của bộ điều khiển điện tử (EBCM), giúp cho EBCM cảm nhận được tốc độ và tình trạng bị khóa của bánh xe. Mỗi cảm biến có sử dụng cơ cấu rotor bánh răng, còn được gọi là "vòng cảm biến", "vòng kích thích" hay "vòng từ trở", được gắn trên moayơ hoăch trục bánh xe và cùng quay với bánh xe.
Cảm biến (sensor) là một cuộn dây cảm ứng, gồm một cuộn dây được quấn quanh một lõi sắt từ. Sensor được đăt bên cạnh vòng cảm biến, khe hở giữa sensor và vòng cảm biến được xác định chính xác để đảm bảo sự cảm biến điện từ có thể xảy ra. Ở một số xe, bộ cảm biến có thể được đặt trong bộ phân phối hoặc trong trục sau.
Khi bánh răng của vòng cảm biến đi ngang qua cuộn dây cảm biến, một tín hiệu điện xoay chiều được tạo ra. Tần số tín hiệu tăng khi tốc độ bánh xe tăng. Nếu bánh xe đứng yên, tần số tín hiệu cảm biến sẽ bằng 0. Hệ thống đánh giá logic trong bộ điều khiển điện tử sẽ hình thành một tốc độ chuẩn của xe để theo đó mà tác động trong quá trình điều khiển của phanh. Các thay đổi của một hay nhiều bánh xe sẽ được ghi nhận theo thực tế và khi chúng giảm tốc độ nhiều quá (so với tốc độ chuẩn) thì sẽ được nhận biết như là một nguy cơ bị bó cứng. Tín hiệu điện từ được truyền về EBCM bằng một cặp dây dẫn.

2- Bơm tuần hoàn

Bơm thủy lực

Bơm tuần hoàn được dùng để chuyển dung dịch từ các valve giảm áp trở về các đường ống, và để khắc phục tình trạng mất áp suất phanh do ảnh hưởng từ quá trình làm việc của các valve sẽ rút dung dịch từ hệ thống.
Bơm có thể tạo ra áp suất bằng với áp suất trong hệ thống phanh, một số hệ thống rút dung dịch này trở về tới bình chứa ở xilanh chính. Đa số các hệ thống bơm sử dụng một hoặc hai piston, được điều khiển bởi EBCM, EBCM nhận tín hiệu từ contac hành trình pedan phanh hoặc từ contac áp suất của bộ tích trữ rồi phát tín hiệu điều khiển bơm. Một số hệ thống lưu trữ dung dịch từ các valve trong một bộ tích trữ trước khi khởi động bơm.

3- Hệ thống Valves

Một sơ đồ hệ thống thủy lực

Là thiết bị đóng/mở dòng áp lực thủy lực, được điều khiển bởi hệ thống ABS. Ở một vài hệ thống, valve có ba vị trí.
- Vị trí thứ nhất, valve mở, áp lực từ xilanh chính được truyền thẳng tới phanh.
- Vị trí thứ hai, van khóa. Cô lập phanh khỏi xilanh chính, ngăn chặn áp lực gia tăng do người điều khiển đạp quá mạnh lên pedan.
- Vị trí thứ ba, valve điều tiết áp suất phanh.

4- Bộ điều khiển điện tử

Bộ điều khiển điện tử EBCM (Electronic Brake Control Module, *có tài liệu viết là ECU) là một bộ vi xử lý, có bộ nhớ khoảng 8kb.
EBCM nhận tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và tạo tín hiệu điều khiển tác động lên các valve điều tiết. EBCM sẽ so sánh tốc độ của mỗi bánh xe với nhau và với dữ liệu của chương trình lưu trong bộ nhớ của nó. Khi EBCM nhận thấy tần số tín hiệu của một bánh xe nào đó giảm rất nhanh, nó sẽ phát tín hiệu điều khiển đến valve điều tiết của các bánh xe đó. Bộ điều tiết sẽ tác động để phanh ở bánh xe đó nhả ra, cho phép tốc độ bánh xe tăng lên. Khi tần số tín hiệu từ các bánh xe nằm trong phạm vi chấp nhận được, EBCM sẽ phát tín hiệu đến bộ điều tiết để ép phanh trở lại. Vì tín hiệu điện rất nhanh nên những tác động nói trên xảy ra rất nhanh chóng.
Các thiết bị đầu ra của EBCM thường là các solenoid trong bộ điều tiết, đèn báo sự cố ABS và motor bơm. Đầu vào của EBCM thông thường là các sensor tốc độ và trong một vài hệ thống là sensor áp suất bơm, mức dung dịch, contac đèn dừng xe và cảm biến hành trình của pedan phanh.


(Còn tiếp)

 

[Raubac]

5- Bộ điều tiết điện tử
Bộ điều tiết còn được gọi là bộ điều khiển thủy lực, là thiết bị tạo ra chu kì phanh. Trong khi phanh dừng bình thường, bộ điều tiết không làm thay đổi hoạt động bình thường của phanh. Trong khi phanh gấp, áp suất trong cụm phanh sẽ tăng bình thường, nếu bánh xe bắt đầu bị khóa, bộ điều tiết sẽ dừng mọi sự gia tăng áp suất thủy lực ở xilanh hoặc calip bánh xe. Nếu tác động này không đủ để cho bánh xe quay ở tốc độ thích hợp, bộ điều tiết sẽ giảm áp suất. Ngay sau khi bánh xe quay, bộ điều tiết lại tác động làm tăng áp suất trong xilanh bánh xe hoặc calip. Chu kì trên được lặp lại với tần số khoảng 5-15 lần trong một giây.

6- Các hệ thống ABS
ABS được sản xuất ở nhiều nơi như: Mỹ, Nhật Bản và Châu ÂU..., nên có những sự khác nhau về thiết kế.
Một số nhà sản xuất tiêu biểu như: Bendix, Bosch, Delphi, Kelsey-Hayes và Teves.
Các hệ thống đầu tiên của Teves dùng booster điện-thủy lực, ở đó áp suất booster cũng là nguồn áp suất cho các phanh sau và các valve điều tiết được kết hợp với xilanh chính thành một khối. Một vài phiên bản thiết kế này có cách bố trí valve khác nhau nhưng cũng dùng áp suất booster để vận hành các phanh sau. Nhiều hệ thống dùng một xilanh chính với booster chân không, cụm điều tiết được đặt riêng rẽ và nối chúng với nhau bằng các đường ống.
Một số thiết kế khác dùng cụm valve điều tiết riêng rẽ với ba hoặc bốn cặp valve. Trong quá trình phanh bình thưồngdngf dung dịch chảy ra bộ điều tiết tới các phanh không thay đổi. Nếu bánh xe bắt đầu bị khóa, valve giảm áp của bộ điều tiết sẽ mở để giảm áp suất.
Nhiều hệ thống sử dụng bộ tích trữ để lưu trữ dòng dung dịch được xả ra này và bơm tuần hoàn sẽ đưa dung dịch này trở về bình chứa xilanh chúnh hoặc trở về đường ống áp suất.
Những bộ điều tiết mới dùng phương pháp khác. Một số loại dùng một valve hoặc một cặp valve cho mỗi mạch thủy lực, và mỗi valve được vận hành bởi một solenoid. Valve mơ cửa nạp là valve thường mở, cho phépdòng dung dịch lưu thông giữa xilanh chính và xilanh bánh xe hay calip. Valve khác ở cửa ra là valve thường đóng, khi nó mở dung dịch sẽ chảy từ xilanh bánh xe hoặc calip tới bình chứa xilanh chính. Nếu xảy ra sự khóa bánh xe, EBCM sẽ điều khiển đóng valvecửa nạp để ngăn sự gia tăng áp suất. Nếu bánh xe vẫn bị khóa, valve cửa ra sẽ được mở để giảm áp suất phanh.

Với hệ thống của Bosch, valve cửa ra được thay thế bằng một bơm. Trong pha giảm áp suất dung dịch được bơm từ phía xilanh bánh xe về xilanh chính. Khi bánh xe quay trở lại, các valve được trở về vị trí bình thường.

Mời xem thêm:
Cùng tìm hiểu về ô tô - (Phần 4) Phanh tang trống (DrumBrake)
Cùng tìm hiểu về ô tô - (Phần 5) Phanh đĩa (Disc Brakes)
ABS mới cứu em 1 bàn (2snguyen)

 

[cup 81]

Cứ như thầy giáo giảng bài í. Bài của bác bổ ích quá nhể

 

[stinger]

Kiểu ABS hiệu quả nhất và đắt tiền nhất (thường lắp trên các loại ôtô sang trọng) có thể tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh trên từng cụm bánh, số cảm biến đo vận tốc góc, module áp suất, đường điều khiển bằng số bánh xe bằng kỹ thuật số. Các ABS rẻ tiền hơn thường chỉ có 2 cảm biến gắn trên bánh sau, 1 thiết bị điều áp chung và 1 đường điều khiển

Em vote cho bác phát ! nhưng bác ơi có cách nào phân biệt được ko ? hay phải hoàn toàn tin tưởng vào lương tâm của nhà sản xuất ?:'( :'( :'(

 

[Raubac]

Em vote cho bác phát ! nhưng bác ơi có cách nào phân biệt được ko ? hay phải hoàn toàn tin tưởng vào lương tâm của nhà sản xuất ?:'( :'( :'(

Bác ơi, khi bác cưới một em về, với hiểu biết về xe còn a ma tơ như anh em mình...thì có hàng trăm cái phải tặc lưỡi mà tin tưởng vào "lương tâm" nhà sản xuất thôi.
Cám ơn bác mời rượu, em cũng xin gửi bác 3 lít uống thử (b) (b) (b)

 

[Land]

Lại vừa mời bác Bạc râu một ly nhưng ứ được, nợ bác nhé.

 

[pboomp]

:101: cảm ơn bác rất nhiều !!! bác raubac !!! Đang làm về cơ cấu phanh của xe INNOVA ^^! chưa biết nói thế nào ! Thank's bác nha ! khi nào giảnh thì ra Giang võ làm cốc !! (b)

 

[So_qua]

Bài viết của bác rất bổ ích, phải biết nguyên lý thì mới giúp anh em mình thao tác chuẩn được

 

[lucky_luck668]

Bài này hay quá , thanks bác nhiều !

 

[lada79]

bài này rất hay, thanks bác nhiều! mời bác ly rượu .

 

[am_beagle]

Hay và hữu ích. Vote bác phát. :69:

 

[thoatlut]

Bác nào có bài về côn xe 4b tương tự như bài này kn thì chia sẻ cho AE với

 

[Nguyễn Văn Bản]

Em cũng cảm ơn bác về bài này nhưng hôm vừa rồi em bị pha hú hồn không biết có phải vi cái a be ét không:
Số là em đỗ xe ở đầu dốc Đốc Ngữ chỗ ngã ba Hoàng Hoa Thám kéo phanh tay định ngả lưng tí vi buồn ngủ quá nhưng thấy chỗ đó bọn xe ôm bậy nhiều quá nên muốn nhíc xuống phía dưới chân dốc em ngại nổ máy vị nghĩ đang ở trên dốc nên em nhả phanh tay cho xe tự xuống ai dè dí phanh ko động tĩnh gì cả choáng quá ko thể nghĩ đến kéo lại phanh tay lên thế là em thò tay mở khóa đề xe nổ ko sao cả thực sự lúc đó cũng hú hồn các bác ạ

 

[f40fd]

Em cũng cảm ơn bác về bài này nhưng hôm vừa rồi em bị pha hú hồn không biết có phải vi cái a be ét không:
Số là em đỗ xe ở đầu dốc Đốc Ngữ chỗ ngã ba Hoàng Hoa Thám kéo phanh tay định ngả lưng tí vi buồn ngủ quá nhưng thấy chỗ đó bọn xe ôm bậy nhiều quá nên muốn nhíc xuống phía dưới chân dốc em ngại nổ máy vị nghĩ đang ở trên dốc nên em nhả phanh tay cho xe tự xuống ai dè dí phanh ko động tĩnh gì cả choáng quá ko thể nghĩ đến kéo lại phanh tay lên thế là em thò tay mở khóa đề xe nổ ko sao cả thực sự lúc đó cũng hú hồn các bác ạ

Có thể xe của bác tuy đang đỗ chỗ dốc nhưng chỗ bác đỗ đất lồi lõm nên xe không tự trôi xuống được thôi chứ có liên quan gì tới ABS đâu, ABS thường chỉ được kích hoạt khi máy nổ và xe đang chạy ở tốc độ nào đó trở lên thôi.

 

[lexus_bk]

Em cũng cảm ơn bác về bài này nhưng hôm vừa rồi em bị pha hú hồn không biết có phải vi cái a be ét không:
Số là em đỗ xe ở đầu dốc Đốc Ngữ chỗ ngã ba Hoàng Hoa Thám kéo phanh tay định ngả lưng tí vi buồn ngủ quá nhưng thấy chỗ đó bọn xe ôm bậy nhiều quá nên muốn nhíc xuống phía dưới chân dốc em ngại nổ máy vị nghĩ đang ở trên dốc nên em nhả phanh tay cho xe tự xuống ai dè dí phanh ko động tĩnh gì cả choáng quá ko thể nghĩ đến kéo lại phanh tay lên thế là em thò tay mở khóa đề xe nổ ko sao cả thực sự lúc đó cũng hú hồn các bác ạ

Chả vì anh nào cả kụ ạ, Tại anh " kụ " thôi, Hệ thống phanh là hệ thống có trợ lực, Kụ không nổ máy mà muốn phanh ăn thì có mà sức voi :77:...

 

[xăng A95]

Em cũng cảm ơn bác về bài này nhưng hôm vừa rồi em bị pha hú hồn không biết có phải vi cái a be ét không:
Số là em đỗ xe ở đầu dốc Đốc Ngữ chỗ ngã ba Hoàng Hoa Thám kéo phanh tay định ngả lưng tí vi buồn ngủ quá nhưng thấy chỗ đó bọn xe ôm bậy nhiều quá nên muốn nhíc xuống phía dưới chân dốc em ngại nổ máy vị nghĩ đang ở trên dốc nên em nhả phanh tay cho xe tự xuống ai dè dí phanh ko động tĩnh gì cả choáng quá ko thể nghĩ đến kéo lại phanh tay lên thế là em thò tay mở khóa đề xe nổ ko sao cả thực sự lúc đó cũng hú hồn các bác ạ

Tắt chìa khóa điện thì đạp phanh không tác dụng bác ạ chỉ có tác dụng khi tốc độ khoảng 80km/h và phanh gấp thôi , may cho bác .

 

[lastmem]

bác này quên chưa nói về hệ thống ABS 4 kênh hoặc 2 kênh

 

[Mr.BoomBa]

Rất bổ ích, thanks kụ Raubac nhá(b)
Theo em được biết thì ABS có 2 tác dụng chính là Chống bó cứng và Tăng lực ma sát. Tuy nhiên không hiểu sao tác dụng thứ 2: Tăng lực ma sát thì lại rất ít được nhắc đến.
Ngày xửa, ngày xưa em học môn Ma sát học thì có biết rằng khi 2 vật tiếp xúc với nhau thì trong 1/15 s đầu tiên lực ma sát là lớn nhất, rồi sau đó nhỏ đi và gần như không đổi trong khoảng từ 1/15 s sau. Chính vì thế người ta chỉ cho co bóp má phanh tối đa 15 lần/1s vì nhiều hơn cũng không tăng được nhiều lực ma sát nữa.
Một vài thông tin góp vui cùng các kụ(l)

 

[Raubac]

:101: cảm ơn bác rất nhiều !!! bác raubac !!! Đang làm về cơ cấu phanh của xe INNOVA ^^! chưa biết nói thế nào ! Thank's bác nha ! khi nào giảnh thì ra Giang võ làm cốc !! (b)

Em chưa hiểu ý bác, em hiểu mỗi ý "rảnh thì làm cốc" thui, cám ơn bác trước nhé!

 

[lexus_bk]

Rất bổ ích, thanks kụ Raubac nhá(b)
Theo em được biết thì ABS có 2 tác dụng chính là Chống bó cứng và Tăng lực ma sát. Tuy nhiên không hiểu sao tác dụng thứ 2: Tăng lực ma sát thì lại rất ít được nhắc đến.
Ngày xửa, ngày xưa em học môn Ma sát học thì có biết rằng khi 2 vật tiếp xúc với nhau thì trong 1/15 s đầu tiên lực ma sát là lớn nhất, rồi sau đó nhỏ đi và gần như không đổi trong khoảng từ 1/15 s sau. Chính vì thế người ta chỉ cho co bóp má phanh tối đa 15 lần/1s vì nhiều hơn cũng không tăng được nhiều lực ma sát nữa.
Một vài thông tin góp vui cùng các kụ(l)

có chút nhầm nhọt cụ ợ :
1, chống bó cứng, Cái này cụ đúng, Đa số mọi củng người nghĩ vậy, Là vì khi bánh xe bó cứng lực bám của bánh xe là lớn nhất
2, tăng ma sát, Cái này cụ chưa chuẩn ( Hay nói luôn ra là sai cho nó vuông ) Vì thực tế là tăng độ bám của bánh xe ( nói thế cho nó dễ hiểu :^) ), độ bám của bánh xe không phải là độ ma sát, Nó được thể hiện ở hệ số bám, thực tế hệ số bám này có thể lớn hơn 1 ( cái này nghe có vẻ vô lý ) nhưng những chuyên gia hàng đầu về ô tô phán như vậy, ... :21: (c)